Forskare från University of Hull har upptäckt ett sätt att ladda upp nanopartiklar med ett stort antal ljuskänsliga molekyler för att skapa en mer effektiv form av fotodynamisk terapi (PDT) för behandling av cancer.

Fotodynamisk terapi använder molekyler som, när de bestrålas med ljus, orsaka irreparabel skada på celler genom att skapa giftiga former av syre, kallas reaktiva syrearter. De flesta PDT fungerar med individuella ljuskänsliga molekyler - men de nya nanopartiklarna kan var och en bära hundratals molekyler till en cancerplats.

Ett antal olika ljuskänsliga molekyler – gemensamt kända som fotosensibilisatorer – används i PDT och absorberar var och en en mycket specifik del av ljusspektrumet. Forskargruppen – från University of Hulls Department of Chemistry – placerade en sorts fotosensibilisator inuti varje nanopartikel och en annan på utsidan, vilket innebar att mycket mer reaktiva syrearter kunde skapas från samma mängd ljus. Resultaten publiceras i det aktuella numret av Molecular Pharmaceutics .

Nanopartiklarna har också designats för att ha den perfekta storleken och formen för att lätt tränga in i tumören, som ledande forskare, Dr Ross Boyle, förklarar.

"Små cancertumörer får näring och syre genom diffusion, men när tumörer når en viss storlek, de behöver skapa blodkärl för att fortsätta växa, " säger han. "Dessa nya blodkärl, eller neovaskulatur, är "läckande" eftersom kärlväggarna inte är lika tätt sammansatta som vanliga blodkärl. Våra nanopartiklar har designats så att trycket i blodkärlen pressar dem genom utrymmet mellan cellerna för att komma in i tumörvävnaden."

Nanopartiklarna är gjorda av ett material som begränsar urlakning av dess innehåll i blodomloppet, men när den aktiveras med ljus, vid tumören, de toxiska reaktiva syreämnena kan diffundera fritt ut ur partiklarna; vilket innebär att skadan är begränsad till cancerområdet.

Forskarna testade nanopartiklarna på tjocktarmscancerceller, och medan de kunde penetrera cellerna, de fann också att nanopartiklarna fortfarande kan vara effektiva när de är nära – snarare än inuti – cancercellerna.

"Vissa typer av cancerceller kan driva ut konventionella läkemedel, så om vi kan få den här typen av terapi att fungera helt enkelt genom att få nanopartiklarna mellan cancercellerna, snarare än inuti dem, det kan vara mycket fördelaktigt, säger Dr Boyle.